DE10360740A1

DE10360740A1 - Formschaumteil

Info

Publication number: DE10360740A1
Application number: DE2003160740
Authority: DE
Inventors: Helder Antonio Goncalves Guerreiro; Edmund Riggers; Roger Schork; Bernd Staudacher; Hans Walendy
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2003-12-23
Filing date: 2003-12-23
Publication date: 2005-07-28

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Formschaumteils 2 mit einem Formwerkzeug 3. Dem Formwerkzeug 3 ist ein als Deckel ausgebildetes Formwerkzeugteil 7 zugeordnet. Dieses Verfahren wird zur Herstellung eines Bodenbelags 4 angewandt. Das Verfahren weist folgende Verfahrensschritte auf: Das Halteelement 1 wird magnetisch am Formwerkzeug 3 befestigt. Das Formwerkzeug 3 wird durch das Formwerkzeugteil 7 geschlossen. Der Schaumstoff wird in einem Kaltschaumverfahren im Wesentlichen in der Mitte des Formwerkzeugs 3 in einen zwischen dem Formwerkzeugteil 7 und dem Formwerkzeug 3 gebildeten Spalt 8 eingespritzt. Nach dem Aushärten des Schaumstoffs wird das Formwerkzeug 3 durch Entfernen des Formwerkzeugteils 7 wieder geöffnet. Sowohl das Halteelement 1 als auch die am Formwerkzeugteil 7 befestigte Oberware 6 werden in einem Arbeitsschritt hergestellt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Formschaumteils unter gleichzeitiger Befestigung eines Halteelements am Formschaumteil.

Es ist bereits ein Verfahren zum Einschäumen und Festlegen des Haft- oder Flauschbandes eines Klettbandes in ein Formschaumteil aus der DE 39 03 847 A1 bekannt. Bei diesem Verfahren wird das Klettbandteil in eine in der Wandung des Formenhohlraums eines Schäumformwerkzeugs vorgesehene nutförmige Halterung eingelegt. Die nutförmige Halterung hat die Breite des Klettbandes. Das Klettband wird rückseitig überschäumt. Das Klettbandteil wird auf einem auf beiden Seiten mit Rand überstehenden Band aus einem Fleece befestigt und anschließend U-förmig gefaltet. Danach wird es so mit seiner Haftseite nach unten in die Halterung eingelegt, dass rückseitig die abgeknickten Ränder des Fleeces entlang der Seitenwände der Halterung frei nach innen in den das aufschäumende Schaumstoff-Reaktionsgemisch aufnehmenden Formenhohlraum ragen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, das zum Befestigen eines Halteelements wie beispielsweise ein Klettbandteil wenige Verfahrensschritte aufweist, und dieses Verfahren zur Herstellung großflächiger und dünner Formschaumteile anzuwenden.

Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Herstellen eines Formschaumteils mit einem Formwerkzeug, dem ein als Deckel ausgebildetes Formwerkzeugteil zugeordnet ist, das folgende Verfahrensschritte aufweist. Das Halteelement wird magnetisch am Formwerkzeug befestigt. Das Formwerkzeug wird durch das Formwerkzeugteil geschlossen. Der Schaumstoff wird in einem Kaltschaumverfahren im Wesentlichen in der Mitte des Formwerkzeugs in einen zwischen dem Formwerkzeugteil und dem Formwerkzeug gebildeten Spalt eingespritzt. Nach dem Aushärten des Schaumstoffs wird das Formwerkzeug durch Entfernen des Formwerkzeugteils wieder geöffnet.

Mit dem Aushärtungsvorgang wird der Schaumstoff zunehmend zähfließend. Der Vorgang des Aushärtens beginnt schon beim Einfüllen des Schaumstoffs. Die Fließfähigkeit des Schaumstoffs beziehungsweise dessen Zähigkeit wirkt sich entscheidend auf die Positionierung des Halteelements aus. Es besteht die Gefahr, dass das Halteelement beim Schäumprozess durch den Schaumstoff verschoben wird. Diese Gefahr besteht umso mehr, je größer beziehungsweise großflächiger und je dünner das zu schäumende Bauteil ist.

Die Größe der Fläche des Formschaumteils ist hinsichtlich der Dauer des Schäumprozesses relevant. Je großflächiger das Bauteil, desto länger dauert der Schäumprozess und die Zähigkeit nimmt zu. Je dünner das Bauteil ist, desto mehr beeinflusst der sich ausbreitende Schaumstoff die Position des Halteelements. Das Halteelement wird mit abnehmender Bauteildicke nicht vom Schaumstoff überrollt, sondern mitgerissen oder verschoben. Die Scherbelastung auf das Halteelement nimmt zu.

Dieses Verfahren kann erfindungsgemäß dazu eingesetzt werden, dass das Halteelement auch bei großflächigen und dünnen Formschaumteilen sicher am Formwerkzeug befestigt ist. Gerade bei dünnen Formschaumteilen sind mehrere Halteelemente im Randbereich notwendig, um das Formschaumteil gegenüber einem zweiten Bauteil zu fixieren oder die Stöße mehrerer Formschaumteile aneinander anzuschließen. Durch entsprechend angepassten Einpressdruck für den Schaumstoff kann die Dauer und somit die zunehmende Zähigkeit reduziert werden, damit die Halteelemente im Randbereich nicht verschoben werden.

Es ist vorteilhaft, dass vor dem Schließen des Formwerkzeugteils an diesem eine Oberware befestigt wird. Dadurch wird erreicht, dass in einem Arbeitsschritt sowohl das Halteelement als auch die Oberware am Formschaumteil befestigt wird. Der gesamte Bodenbelag wird erfindungsgemäß in einem Arbeitsschritt hergestellt. Die Befestigung der Oberware erfolgt ebenfalls durch eine Verbindung des zunächst nicht ausgehärteten Schaumstoffs mit der Unterseite der Oberware. Die Unterseite der Oberware weist hierzu eine entsprechende Oberfläche auf, in die der noch nicht ausgehärtete Schaumstoff eindringen kann. Nach dem Aushärten ist die Oberware fest und dauerhaft mit dem Formschaumteil verbunden.

Vorteilhaft ist es hierzu auch, dass die Oberware mechanisch oder pneumatisch am Formwerkzeugteil befestigt wird. Insbesondere das pneumatische Befestigen der Oberware reduziert die Verfahrensdauer, da die Oberware neben dem richtigen Positionieren nicht noch in einem weiteren Arbeitsschritt fixiert werden muss.

Durch das Verfahren ist erfindungsgemäß ein Bodenbelag dadurch herstellbar, dass zwischen der Oberware oder dem Formwerkzeugteil und einer Bodenfläche des Formwerkzeugs ein Spalt gebildet ist und der Spalt beim Füllvorgang eine Dicke zwischen 4 mm und 50 mm, im Besonderen zwischen 6 mm und 8 mm aufweist. Diese geringe Spaltbreite ermöglicht die erfindungsgemäße Herstellung von Bodenbelägen mit Oberware in einem Verfahrensschritt unter gleichzeitiger Befestigung von Halteelementen im Randbereich. Die Reduzierung der Spaltbreite ermöglicht die Herstellung von Bodenbelägen, die eine gewisse Dicke nicht überschreiten dürfen.

Ferner ist es vorteilhaft, dass das Formwerkzeug und das Formwerkzeugteil auf eine Temperatur von 40°C bis maximal 60°C erhitzt werden. Dieser Temperaturbereich charakterisiert einen Kaltschaumprozess, der wie vorstehend beschrieben erfindungsgemäß in einem geschlossenen Werkzeug stattfindet. Das Schließen des Formwerkzeugs durch das Formwerkzeugteil auch beim Kaltschäumen trägt erfindungsgemäß dazu bei, dass der Schaumstoff mit hohem Druck in die Form eingebracht werden kann und Formschaumteile mit geringer Dicke herstellbar sind.

Das Verfahren kann erfindungsgemäß dazu eingesetzt werden, einen Bodenbelag mit einem Halteelement zum Befestigen des Bodenbelags herzustellen. Der Bodenbelag weist ein Formschaumteil mit einer Dicke zwischen 4 mm und 50 mm, im Besonderen zwischen 6 mm und 8 mm auf und das Halteelement ist am Formschaumteil befestigt oder im Formschaumteil integriert. Dadurch wird erreicht, dass beispielsweise Kraftfahrzeugkarosserien im Fondbereich schallisolierend ausgekleidet werden können.

Hinsichtlich der Schallisolierung ist es vorteilhaft, dass das Formschaumteil im ausgehärteten Zustand eine Dichte zwischen 50 und 150 g/l, im Besonderen zwischen 60 und 80 g/l aufweist. Dadurch wird neben der schallisolierenden Eigenschaft erreicht, dass das Formschaumteil wärmeisolierend wirkt. Die wärmeisolierende Wirkung ist in allen Bereichen einsetzbar, in denen keine Abwärme von einer Verbrennungskraftmaschine zur Verfügung steht.

Für den Einsatz als Bodenbelag ist es erfindungsgemäß vorteilhaft, dass am Formschaumteil eine Oberware vorgesehen und die Oberware direkt mit dem Formschaumteil verbunden ist. Dadurch wird erreicht, dass die Oberware nicht nach der Montage des Formschaumteils verlegt werden muss. Die Oberware wird erfindungsgemäß beim Herstellen des Formschaumteils mit in den Bodenbelag integriert.

Eine weiterführende Aufgabe ist es, ein Formwerkzeug bereitzustellen, das es ermöglicht, das beschriebene Verfahren anzuwenden und den erfindungsgemäßen Bodenbelag herzustellen.

Aus der DE 39 03 847 A1 ist ein Formwerkzeug bekannt, das als Befestigungsvorrichtung eine Nut zur Aufnahme des als Klettbandteil ausgebildeten Halteelements aufweist. Ausgehend von diesem Stand der Technik besteht die Aufgabe darin, ein Formwerkzeug derart auszubilden, dass das Halteelement schneller und einfacher am Formwerkzeug fixiert werden kann.

Gelöst wird die Aufgabe dadurch, dass die Befestigungsvorrichtung als Haftmagnet und das Halteelement zumindest teilweise magnetisch ausgebildet ist oder magnetische Körper enthält. Dadurch wird erreicht, dass das Halteelement nach dem Positionieren nicht in einem weiteren Arbeitsschritt fixiert werden muss. Zum Fixieren oder Anbringen des Halteelements ist kein weiteres Werkzeug oder Hilfsmittel notwendig. Ferner besteht der Vorteil in der Verwendung von Haftmagneten darin, dass diese einfach in das Formwerkzeug integrierbar sind.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist schließlich vorgesehen, dass das Formwerkzeug eine zentrale Öffnung zum Einspritzen des Schaumstoffs aufweist und die Befestigungsvorrichtung im Randbereich des Formwerkzeugs vorgesehen ist. Durch die Anordnung der Befestigungsvorrichtung im Randbereich werden die Halteelemente ebenfalls im Randbereich angeordnet. Bei Bodenbelägen sind die Halteelemente im Randbereich notwendig, um die Stöße mehrerer Bodenbeläge zu verbinden.

Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ausbildung und Anordnung ist es von Vorteil, dass am Haftmagneten Mittel zur Aufnahme und/oder zur Positionierung des Halteelements vorgesehen sind. Durch beispielsweise farbliche Kennzeichnung ist es möglich, bei der Montage verschiedene Halteelemente einzusetzen, die sich in der Größe oder Wirkungsweise unterscheiden. Eine farbliche Zuordnung verhindert eine falsche Zuordnung von den Halteelementen zu den jeweiligen Haftmagneten.

Von besonderer Bedeutung ist für die vorliegende Erfindung ein Halteelement mit einer Kunststoff- oder Gummischicht, in die ein oder mehrere magnetische Körper eingesetzt oder eingegossen sind. Durch das Eingießen der magnetischen Körper wird erreicht, dass diese nicht oxidieren, da die Kunststoff- oder Gummischicht eine Schutzschicht bildet.

Vorteilhaft ist es ferner, dass das Halteelement als ein Teil eines Klettbandes ausgebildet ist und auf der einem Aufnahmevolumen des Formwerkzeugs zugewandten Seite zumindest teilweise eine Oberfläche aufweist, in die unausgehärteter Schaumstoff eindringen kann. Dadurch wird erreicht, dass das Halteelement dauerhaft und fest mit dem Schaumstoff verbunden werden kann. Der unausgehärtete Schaumstoff dringt in die Oberfläche des Halteelements ein, wodurch das Halteelement nach dem Aushärten fest mit dem Formschaumteil verbunden ist.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und in der Beschreibung erläutert und in den Figuren dargestellt.
Dabei zeigen:
1 eine Prinzipskizze eines beschickten Formwerkzeugs im Quer schnitt,
2 eine Prinzipskizze eines Bodenbelags im Querschnitt,
3 einen Ausschnitt eines Formwerkzeugs mit drei Haftmagneten.
In 1 ist das Herstellungsprinzip eines Bodenbelags 4, wie er in 2 gezeigt ist, erkennbar. Ein vereinfacht dargestelltes Formwerkzeug 3 dient als Form für ein Formschaumteil 2. Das Formschaumteil 2 wird prinzipiell derart hergestellt, dass flüssiger oder zähfließender, nicht ausgehärteter Schaumstoff in das Formwerkzeug 3 eingefüllt wird. Während der Schaumstoff ausgehärtet wird, nimmt er an Volumen zu und füllt ein Aufnahmevolumen 3.2 des Formwerkzeugs 3 vollständig aus. Nach dem Befüllen des Formwerkzeugs 3 härtet der Schaumstoff chemisch vollständig aus.
Zur Herstellung eines Bodenbelags 4 sind an das Verfahren und an die Vorrichtung besondere Anforderungen zu stellen. Der Bodenbelag 4 sollte eine gewisse Dicke nicht überschreiten, damit er leicht zu verlegen ist und nicht zu dick aufträgt. Zudem sollten die Stöße von aneinander anschließenden Bodenbelägen 4 plan abschließen, damit keine sichtbaren Übergänge entstehen. Hierzu sind im Randbereich des Bodenbelags 4 Halteelemente 1 vorgesehen.
Die Dicke des Bodenbelags 4 ist größtenteils durch eine Dicke 2.1 des Formschaumteils 2 bestimmt. Um die Dicke 2.1 des Formschaumteils 2 einzustellen, wird das Formwerkzeug 3 durch ein Formwerkzeugteil 7 verschlossen. Zwischen dem Formwerkzeugteil 7 und einer Bodenfläche 3.1 des Formwerkzeugs 3 ist ein Spalt 8 gebildet, in den der nicht ausgehärtete Schaumstoff eingefüllt wird. Die Höhe des Spalts 8 entspricht im Wesentlichen der Dicke 2.1 des Formschaumteils 2.
Um den Bodenbelag 4 an den Stößen und gegenüber anderen Bauteilen zu fixieren, wird in das Formschaumteil 2 ein Halteelement 1 integriert. Das Halteelement 1 wird vor dem Befüllen des Formwerkzeugs 3 in diesem fixiert. Das Halteelement 1 ist als ein Teil eines Klettbandes ausgebildet. Auf der dem Formschaumteil 2 zugewandten Seite weist das Halteelement 1 eine Oberfläche 1.2 auf, in die der nicht ausgehärtete Schaumstoff eindringen kann. Dadurch wird nach dem Aushärten des Schaumstoffs eine feste und dauerhafte Verbindung zwischen Halteelement 1 und Formschaumteil 2 erreicht.
Auf einer dem Formschaumteil 2 gegenüberliegenden Seite 1.4 ist das Halteelement 1 mit Schlingen besetzt, sodass das Halteelement 1 einen Teil eines Klettbandverschlusses darstellt. Damit beim Eingießen des Halteelements 1 die dem Formschaumteil 2 gegenüberliegende Seite 1.4 nicht mit Schaumstoff zugesetzt wird und die Schlingen offen bleiben, ist diese Seite 1.4 mit einer Schutzfolie versehen. Die Schutzfolie ist nicht dargestellt. Nach dem Herausnehmen des Formschaumteils 2 aus dem Formwerkzeug 3 wird die Schutzfolie vom Halteelement 1 abgezogen.
Zum Fixieren des Halteelements 1 ist in das Formwerkzeug 3 ein Haftmagnet 5 eingebracht. Der Haftmagnet 5 sitzt in einer Tasche 3.3 des Formwerkzeugs 3. Gemäß 1 ist nur ein Haftmagnet 5 vorgesehen, durch den das Halteelement 1 fixiert wird.
Das Halteelement 1 besteht aus einer Kunststoffschicht 1.3, in die mehrere magnetische Körper 1.1 eingebracht sind. Die magnetischen Körper 1.1 sind aus einer Plattenware hergestellt. Sie werden bei der Herstellung des Halteelements 1 in die Kunststoffschicht 1.3 eingebracht und sind von der Kunststoffschicht 1.3 umgeben. Durch das Einbringen der magnetischen Körper 1.1 in die Kunststoffschicht 1.3 wird ein Oxidieren der magnetischen Körper 1.1 verhindert. An die Kunststoffschicht 1.3 schließt sich nach unten hin auf der Seite 1.4 der Besatz mit den Schlingen und nach oben hin die Oberfläche 1.2 zur Verbindung mit dem nicht ausgehärteten Schaumstoff an.
Das Halteelement 1 wird gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 3 durch drei nebeneinander angeordnete Haftmagnete 5, 5', 5'' fixiert. Die Anzahl der Haftmagnete 5, 5', 5'' variiert in Abhängigkeit der Länge des Halteelements 1. Wie in 3 ersichtlich, sind die Haftmagnete 5, 5', 5'' im Randbereich des Formwerkzeugs 3 vorgesehen, der sich direkt an einen Rand 3.4 des Formwerkzeugs 3 zum Aufnahmevolumen 3.2 hin erstreckt.
Der Haftmagnet 5 schließt zum Aufnahmevolumen 3.2 des Formwerkzeugs 3 hin bündig mit der Bodenfläche 3.1 des Formwerkzeugs 3. Dadurch trägt das Halteelement 1 wie in 2 dargestellt nicht auf dem fertigen Formschaumteil 2 auf.
Der Bodenbelag 4 weist gemäß 2 das Formschaumteil 2, das Halteelement 1 und eine Oberware 6 auf. Die Oberware 6 wird ebenso wie das Halteelement 1 mit dem Formen des Formschaumteils 2 in den Bodenbelag 4 integriert. Hierzu wird die Oberware 6 am Formwerkzeugteil 7 befestigt, bevor das Formwerkzeug 3 durch das Formwerkzeugteil 7 verschlossen wird. Eine der Nutzfläche der Oberware 6 gegenüberliegende Unterseite 6.1 wird durch den noch nicht ausgehärteten Schaumstoff benetzt. Wie in 2 dargestellt, ist die Unterseite 6.1 der Oberware 6 im Formschaumteil 2 integriert. Die Oberseite und die Seitenbereiche der Oberware 6 sind frei von Schaumstoff. Nach dem Aushärten des Schaumstoffs ist die Oberware 6 fest und dauerhaft mit dem Formschaumteil 2 verbunden.

Claims

Bodenbelag (4) mit einem Halteelement (1) zum Befestigen des Bodenbelags (4), dadurch gekennzeichnet, dass der Bodenbelag (4) ein Formschaumteil (2) mit einer Dicke (2.1) zwischen 4 mm und 50 mm, im Besonderen zwischen 6 mm und 8 mm aufweist und das Halteelement (1) am Formschaumteil (2) befestigt oder im Formschaumteil (2) integriert ist.
Bodenbelag (4) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Formschaumteil (2) im ausgehärteten Zustand eine Dichte zwischen 50 und 150 g/l, im Besonderen zwischen 60 und 80 g/l aufweist.
Bodenbelag (4) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass am Formschaumteil (2) eine Oberware (6) vorgesehen und die Oberware (6) direkt mit dem Formschaumteil (2) verbunden ist.
Formwerkzeug (3) für ein Formschaumteil (2) nach Anspruch 1, 2 oder 3 zur Aufnahme von nicht ausgehärtetem Formschaum, wobei das Formwerkzeug (3) eine Befestigungsvorrichtung (5) für das Halteelement (1) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsvorrichtung (5) als Haftmagnet und das Halteelement (1) zumindest teilweise magnetisch ausgebildet ist oder magnetische Körper (1.1) enthält.
Formwerkzeug (3) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Formwerkzeug (3) eine zentrale Öffnung zum Einspritzen des Schaumstoffs aufweist und die Befestigungsvorrichtung (5) im Randbereich des Formwerkzeugs (3) vorgesehen ist.
Formwerkzeug (3) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass am Haftmagneten (5) Mittel zur Aufnahme und/oder zur Positionierung des Halteelements (1) vorgesehen sind.
Halteelement (1) für eine Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (1) eine Kunststoff- oder Gummischicht (1.3) aufweist und in diese Schicht (1.3) ein oder mehrere magnetische Körper (1.1) eingesetzt oder eingegossen sind.
Halteelement (1) für eine Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (1) als ein Teil eines Klettbandes ausgebildet ist und auf der einem Aufnahmevolumen (3.2) des Formwerkzeugs (3) zugewandten Seite zumindest teilweise eine Oberfläche (1.2) aufweist, in die unausgehärteter Schaumstoff eindringen kann.
Verfahren zum Herstellen eines Formschaumteils (2) mit einem Formwerkzeug (3) nach Anspruch 4, wobei dem Formwerkzeug (3) ein als Deckel ausgebildetes Formwerkzeugteil (7) zugeordnet ist, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: a) das Halteelement (1) wird magnetisch am Formwerkzeug (3) befestigt, b) das Formwerkzeug (3) wird durch das Formwerkzeugteil (7) geschlossen, c) der Schaumstoff wird in einem Kaltschaumverfahren im Wesentlichen in der Mitte des Formwerkzeugs (3) in einen zwischen dem Formwerkzeugteil (7) und dem Formwerkzeug (3) gebildeten Spalt (8) eingespritzt, d) nach dem Aushärten des Schaumstoffs wird das Formwerkzeug (3) durch Entfernen des Formwerkzeugteils (7) wieder geöffnet.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Schließen des Formwerkzeugteils (7) an diesem eine Oberware (6) befestigt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Oberware (6) oder dem Formwerkzeugteil (7) und einer Bodenfläche (3.1) des Formwerkzeugs (3) der Spalt (8) gebildet ist und der Spalt (8) beim Füllvorgang eine Dicke (2.1) zwischen 4 mm und 50 mm, im Besonderen zwischen 6 mm und 8 mm aufweist.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Formwerkzeug (3) und/oder das Formwerkzeugteil (7) auf eine Temperatur von 40°C bis maximal 60°C erhitzt werden.